Brief aus England

Abb. 1: Weltweit führende Kohleexporteure 2019 bis 2025 (Prognose)Es gab viele Diskussionen über Kohle, den schmutzigsten aller fossilen Brennstoffe. Und einige der bemerkenswerten Ereignisse? Präsident Biden wurde vorgeworfen, irgendwann eingeschlafen zu sein. Der arme Mann ist fast 80 Jahre alt und hatte gerade einen vollen Terminkalender in Rom hinter sich. Hunderte von Delegierten flogen mit ihren Privatjets nach Glasgow, und Boris Johnson, der britische Premierminister, ging mit gutem Beispiel voran und flog mit einem Privatjet zurück nach London, nur um mit einigen alten Freunden zu Abend zu essen. Themen, die kaum oder gar nicht angesprochen wurden, waren die Kernkraft, von der viele glauben, dass sie der einzige Weg ist, das Problem der globalen Erwärmung zu lösen, und das rasante Bevölkerungswachstum insbesondere in Afrika. Schließlich ist der Mensch die Ursache für die globale Erwärmung.

Die Konferenz von Cop26 hat in weiteren Kreisen viele Diskussionen ausgelöst. So soll im Jahr 2020 ein Fonds eingerichtet worden sein, der ca. 100 Milliarden Dollar pro Jahr an die Entwicklungsländer spendet, um ihnen zu helfen, umweltfreundlicher zu werden. Bislang wurde nur wenig oder gar kein Geld ausgezahlt. Und es gibt Hinweise darauf, dass ein Großteil dieser Gelder – wenn sie z. B. an Südafrika ausgezahlt werden – in der Korruption untergehen würden. Besser wäre es, so schlagen einige vor, Windturbinen in Europa oder den USA zu bauen und diese dann den afrikanischen Ländern zu spenden. Eine weitere große Frage, die kaum oder gar nicht diskutiert wurde, ist, was mit den Volkswirtschaften der Länder geschehen würde, die große Exporteure fossiler Brennstoffe sind. In Australien machen fossile Brennstoffe (Kohle 15 %), Gas (8 %) und Erdöl (2 %) 25 % der Gesamtexporte aus. Abbildung 1 zeigt die Daten für die weltweit führenden Kohleexporteure.

Abb. 2: Russische Exporte in absteigender Reihen- folge des Wertes im Jahr 2020 in Millionen DollarRussland ist ein weiteres Land, dessen Wirtschaft ohne die Ausfuhren fossiler Brennstoffe scheinbar zusammenbrechen würde. Abbildung 2 zeigt die russischen Exporte in absteigender Reihenfolge ihres Wertes (2019, in Millionen Dollar).

Saudi-Arabien exportierte im Jahr 2020 Brennstoffe im Wert von 132 Milliarden US-Dollar. Der zweitgrößte Export war der von Kunststoffen mit 16 Mrd. $. Noch einmal: Ohne Treibstoffexporte wäre die Wirtschaft ruiniert. Aber die Saudis, das muss man ihnen lassen, versuchen vorauszudenken. Sie haben eine Strategie entwickelt, die als „Vision 2030“ bekannt ist und darauf abzielt, die saudische Wirtschaft zu diversifizieren. Sie wird auf Google beschrieben.

Fast 95 % der nigerianischen Ausfuhren im Jahr 2020 entfielen auf Rohöl (78 %) und Ölprodukte (14 %). Ich könnte noch viele weitere Beispiele anführen, vor allem aus dem Nahen Osten, aber dem Leser wird klar sein, dass die Wirtschaft vieler Länder auf der ganzen Welt ohne die Exporte fossiler Brennstoffe in ihrer heutigen Form ruiniert wäre. Und natürlich würde diesen Ländern dann das Geld fehlen, um deutsche Autos oder amerikanische Flugzeuge zu kaufen. Nirgendwo habe ich eine globale Analyse für eine solche Zukunft gesehen. Es kommt noch schlimmer, denn wenn die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen sinkt, wird auch der Preis pro Fass oder pro Tonne sinken, so dass die Exporte zunächst mengenmäßig und dann auch wertmäßig zurückgehen werden. Und noch ein Thema. Wenn Indien z. B. sich weigert, seine CO₂- Emissionen zu reduzieren, hat die EU eine sogenannte „Carbon Border Tax“ diskutiert, bei der Importe aus einem bestimmten Land nach ihrem CO₂-Inhalt besteuert werden.

Fazit: Die Welt steht vor einer wirtschaftlichen Revolution in fast unvorstellbarem Ausmaß. Es wird große Verlierer geben. Es wird einen Aufschrei der Exporteure fossiler Brennstoffe geben.

Nordstream 2 – Die Briten sind verwirrt

Wie wir erfahren haben, ist die Nordstream 2-Pipeline nun fertiggestellt, und dennoch wird bis Anfang 2022 kein Gas durch sie gepumpt werden. Der Grund dafür ist, dass noch rechtliche Formalitäten erledigt werden müssen. Der Hauptsitz des Unternehmens muss von der Schweiz nach Deutschland verlegt werden. Aber warum konnten diese und andere Formalitäten nicht schon vor vielen Monaten erledigt werden? Wir wissen, dass Nordstream 2 immer noch umstritten ist und dass es für die Ukraine eine schlechte Nachricht sein wird, wenn sie in Betrieb geht. Wir in Großbritannien sind bei all dem nur Zuschauer, aber es gibt Andeutungen, dass die Pipeline immer noch ein „politischer Fußball“ ist. Wenn es in Europa einen strengen Winter gibt, werden wir alle darunter leiden, entweder in unseren Häusern oder Unternehmen oder wenn wir unsere Gasrechnungen erhalten.

Was kommt als nächstes von Amazon?

Abb. 3: Astro, der neue Haushaltsroboter von AmazonAmazon bringt Astro auf den Markt, seinen ersten Haushaltsroboter, der von seiner Alexa Smart Home Technologie unterstützt wird (Abb. 3).

Nach Angaben des Unternehmens kann er ferngesteuert werden, wenn niemand zu Hause ist, um nach Haustieren, Menschen oder der Haussicherheit zu sehen. Er kann auch automatisch durch das Haus patrouillieren und den Besitzern eine Benachrichtigung schicken, wenn er etwas Ungewöhnliches entdeckt. Laut Amazon ist Astro mehr als „Alexa mit Rädern“ und wurde mit einer Reihe von Bewegungen und Ausdrücken programmiert, um ihm Persönlichkeit zu verleihen. Zur Demonstration wurde Astro aufgefordert, Beatbox zu spielen und der Roboter wippte mit dem Kopf und machte Mimik, während er Hip-Hop-Beats spielte.

Amazon war auch bestrebt, Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes zu zerstreuen. Laut Amazon kann Astro mit Sperrzonen versehen werden, so dass er bestimmte Bereiche nicht betreten kann, oder er kann auf einen Nicht-Stören-Modus eingestellt werden. Außerdem verfügt er über Tasten zum Ausschalten von Kameras und Mikrofonen, allerdings kann er sich nicht mehr bewegen, wenn diese ausgeschaltet sind.

Der kleine Roboter ist außerdem mit einer ausfahrbaren Periskop-Kamera ausgestattet, die aus seinem Kopf herausgefahren werden kann. Amazon zeigte ein Beispiel für die Verwendung des Roboters, um zu überprüfen, ob ein Gasherd nach dem Verlassen des Hauses noch eingeschaltet war. Abbildung 4 zeigt den Roboter im Patrouillenmodus. Der vorgeschlagene Verkaufspreis beträgt ca. 999 US-Dollar, und Amazon hat angedeutet, dass er älteren Menschen Unterstützung bieten könnte. Der Roboter soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen, allerdings nur in den USA. Nach der ersten, begrenzten Auflage wird der Preis auf 1449,99 Dollar steigen.

Abb. 4: Der Astro-Roboter im Patrouillenmodus im Halbdunkel, mit ausgefahrener Periskopkamera

Amazon ist dafür bekannt, dass es gelegentlich ungewöhnliche Smart-Home-Technologien entwickelt, wie zum Beispiel die Alexa-gesteuerte Mikrowelle im Jahr 2018. Letztes Jahr sorgte Amazon mit seiner fliegenden Indoor- Alarm-Drohne für Aufsehen. Die „Always Home“-Kameradrohne startet aus ihrer Einsatzbucht, wenn sie ein potenzielles Eindringen feststellt, und kann um ein Haus herumfliegen, um es mit einem Video-Feed zu überprüfen. Sie wurde jedoch nicht auf den Markt gebracht und im vergangenen Jahr wurden keine weiteren Details veröffentlicht. Stattdessen hat Amazon erklärt, dass es die Einladungsliste für Early Adopters öffnet, um die Drohne in begrenztem Umfang zu kaufen – nannte aber keine Termine für die allgemeine Verfügbarkeit. Die Kameradrohne Always Home deckt ihre Kamera ab, wenn sie nicht fliegt.

Abb. 5: Der Amazon Glow zeigt ein Bild, das nach unten auf einen Tisch projiziert wird, um einen interaktiven Touchscreen zu bieten. Zu den anderen kürzlich von Amazon vorgestellten Geräten gehört das „Amazon Glow“, ein Videokommunikationsgerät, das einen interaktiven „Touchscreen“ auf den Boden oder den Tisch vor ihm projizieren kann (Abb. 5).

Die Idee ist, Kinder während langer Videogespräche zu beschäftigen, da sie während des Videogesprächs Spiele spielen oder auf dem projizierten 19-Zoll-Bildschirm zeichnen können. Verwandte am anderen Ende können über eine Tablet-App ebenfalls mit der Projektion interagieren. Laut Amazon können Kinder beispielsweise ein Lieblingsspielzeug mit der Kamera des Glow scannen und in ein Puzzle verwandeln, das sie wieder zusammensetzen können.

Was sollen wir von diesen neuen Technologien halten? Ältere Briten haben das kleine elektrische Dreirad Sinclair C5 nicht vergessen, das nur einer Person Platz bot und auf dem Markt völlig versagte. Heute gibt es noch eine Handvoll C5 – alle in einem Museum!

Die Magie der Wall Street

Finanziers in Europa sind oft neidisch auf die New Yorker Börse an der Wall Street, wo neue Unternehmen oft auf den Markt kommen und sofort viele Milliarden wert sind, noch bevor sie nennenswerte Umsätze gemacht haben. So war es auch vor einigen Wochen, als der neue EV-Hersteller Rivian sein Debüt an der Nasdaq-Börse gab. Fast sofort wurde er höher bewertet als Ford oder General Motors und sein Wert stieg noch weiter und übertraf den von Volkswagen, dem größten europäischen Hersteller.

Rivian Automotive wird in diesem Jahr voraussichtlich nur 1200 Fahrzeuge produzieren, aber die Investoren setzen darauf, dass das Unternehmen zu einem der dominierenden Akteure in einem schnell wachsenden Markt wird, der von Tesla beherrscht wird, dessen Bewertung vor kurzem 1 Billion Dollar erreichte.

Im November wurde Rivian im Rahmen des weltweit größten Börsengangs in diesem Jahr und eines der größten in der amerikanischen Geschichte in den Nasdaq-Index aufgenommen und legte mit einem Plus von 29,1 Prozent am ersten Handelstag einen spektakulären Einstand hin und schloss bei 100,73 Dollar, nachdem es mit 78 Dollar gestartet war. Seitdem sind die Aktien um weitere 15 Prozent gestiegen und schlossen bei 172,05 Dollar, was einem Marktwert von 152 Milliarden Dollar entspricht.

Damit hat Rivian die Marktkapitalisierung von Volkswagen in Höhe von 140 Milliarden Dollar überholt, einem Konzern, der jährlich 10 Millionen Fahrzeuge produziert.

Ford, einer der Investoren von Rivian, wird mit 79 Milliarden Dollar bewertet, während General Motors, ein weiteres traditionelles Schwergewicht der Branche, 91 Milliarden Dollar wert ist. Auch Amazon hat in das Unternehmen investiert. Das 2009 von Robert „RJ“ Scaringe (38) gegründete Unternehmen mit Sitz an der Westküste der Vereinigten Staaten stellt in Normal, Illinois, Elektrofahrzeuge her. Zu seiner Produktpalette gehören der R1T Pick-up und der R1S Sport Utility Vehicle. Das Unternehmen will die Produktion bis Ende 2023 auf 150 000 Fahrzeuge pro Jahr steigern und strebt längerfristig eine Million Fahrzeuge bis zum Ende des Jahrzehnts an. Das Unternehmen plant, im nächsten Jahr mit dem Verkauf in Europa zu beginnen und möglicherweise eine Fabrik zu bauen. Deutschland und Ungarn wurden als mögliche Standorte genannt. Derzeit bietet das Unternehmen nur zwei Modelle an, einen Pick-up-Truck (R1T) und einen SUV (sogen. Sport Utility Vehicle) R1S. (Abb. 6 und 7)

Eine neue Familie von Elektrokatalysatoren für die Wasserspaltung

Alle sind sich einig, dass Wasserstoff in unserer neuen „kohlenstofffreien“ Wirtschaft eine wichtige Rolle spielen wird, und sogenannter „grüner Wasserstoff“, der durch Wasserelektrolyse entsteht, wird eine bedeutende Rolle spielen. Wir werden Strom speichern müssen und Batterien sind vielleicht nicht der beste Weg. Die Speicherung von Wasserstoffgas zur Verwendung mit Brennstoffzellen könnte kosteneffizienter sein. Aber welche Elektrodenmaterialien sollten wir in Wasserelektrolyseuren verwenden? Die Metalle der Platingruppe – Platin selbst und seine Legierungen mit Iridium – wurden häufig verwendet. Aber diese Metalle sind teuer und es gibt nur begrenzte Mengen davon in der Erdkruste. Forscher in Japan haben vor kurzem hervorragende Ergebnisse veröffentlicht, bei denen nano-poröse Legierungen mit ultrahoher Entropie verwendet wurden. Diese enthalten in der Regel bis zu 14 Elemente einschl. Al, Ag, Co, Au, Cu, Fe, Ir, Mo, Ni, Pt, Pt, Rh, Ru und Ti. Die Forscher fanden heraus, dass Elektroden aus solchen Legierungen hervorragende Ergebnisse für die Entwicklung von Wasserstoff und Sauerstoff in sauren Elektrolyten lieferten. Die Legierungen wiesen eine gute Stabilität auf, und nach 10 Stunden war keine Veränderung der Oberflächenmorphologie festzustellen. Dies könnte eine gute Nachricht für eine neue Wasserstoffwirtschaft sein.

Quelle: ZX Cai u.a. Chem. Sci. 2021 Bd 12.11306. DOI: 10.1039/d1sc01981c.

Meerwasser als mögliche Quelle für Lithium?

Mit der zunehmenden Herstellung von Elektrofahrzeugen wächst die Sorge um die zukünftige Lithiumversorgung. Könnte Meerwasser eine Quelle für dieses Metall sein? Forschungsarbeiten zur Gewinnung von Lithium aus Meerwasser, die von der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien* durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass das Verfahren eine wirtschaftliche Lithiumquelle darstellen könnte. Das im Labormaßstab entwickelte Verfahren nutzt ein elektrisches Pumpmembranverfahren, bei dem Lithium-Lanthan-Titanat-Membranen eingesetzt werden. Es wurde eine Spannung an die Membran angelegt, wodurch eine selektive Übertragung von Li+-Ionen durch die Membran ohne Übertragung anderer im Meerwasser vorhandener Hauptionen beobachtet wurde. Bei den Tests wurde eine Konzentration von 9000 ppm (0,9 % Li) in einer Lösung erreicht, die nach fünf Verarbeitungsschritten aus Meerwasser mit einer Konzentration von 0,2 ppm Li aus dem Roten Meer gewonnen wurde. Außerdem wies die endgültige Sole (nach der fünften Stufe) ein Li:Mg-Verhältnis von 6090:1 auf, ausgehend von einem magnesiumreichen Ausgangs-Meerwasser (mit einem Mg:Li-Verhältnis von 7450). Schließlich wurde Lithiumphosphat mit einer Reinheit von 99,94 % direkt aus der Endsole ausgefällt, und der Wert dieses Materials zusammen mit dem Wert der durch den Prozess erzeugten Nebenprodukte wurde so berechnet, dass er die Energiekosten des Experiments überstieg. Ein nützlicher Kommentar zu diesen Ergebnissen wurde von der Organisation Roskill** abgegeben.

„Die Studie über Lithium aus Meerwasser enthält mehrere interessante Ergebnisse, insbesondere die Aussagen über die wirtschaftliche Rentabilität des Prozesses. Während das Verfahren im Labormaßstab eine potenzielle Lithiumquelle zu sein scheint, ist noch unklar, wie hoch die sonstigen Betriebs- und Kapitalkosten wären und welchen Einfluss diese auf die Rentabilität eines Betriebs im kommerziellen Maßstab haben würden. Die in dem Versuch verwendete Membran hatte einen Durchmesser von ~20 mm und eine Dicke von ~55 μm und war Berichten zufolge besonders spröde. Die Vergrößerung der dünnen Membran, die für die Prozessausbeute entscheidend ist, dürfte ein Hindernis für einen Betrieb im kommerziellen Maßstab darstellen. Außerdem ist die verwendete Meerwasserprobe aus dem bekannt salzhaltigen Roten Meer nicht repräsentativ für Wasser aus vielen anderen Meeren und Ozeanen.

Die Methode zur Herstellung von Lithiumphosphat aus Meerwasser mit einem Li-Gehalt von 0,9 % könnte jedoch auch andere Anwendungen finden. Während Meerwasser eine potenzielle neue Lithiumquelle darstellt, könnte das Verfahren bei der Reinigung und Veredelung von Lithium-Sole mit höherer Konzentration, die aus kontinentalen oder geothermischen Quellen stammt, von größerem Nutzen sein. Die Fähigkeit, hochreines Lithiumphosphat mit einem geringen Anteil an Mg, Na und anderen Verunreinigungen zu produzieren, würde Produkte aus verschiedenen Solequellen für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien nutzbar machen und könnte die Notwendigkeit verringern, Lithiumverbindungen mit bestehenden kostspieligen Verfahren zu veredeln.“

Es sei darauf hingewiesen, dass auch viele andere Organisationen in der ganzen Welt an der Erforschung der Lithiumgewinnung arbeiten.

Aus dem Meer, unter dem Meer

Abb. 8: Der neueste Saab SeaEye Unterwasserbagger (Bild: Saab Seaeye Ltd.)Wie ich vorhin erwähnt habe, gibt es Pläne, Lithium aus Meerwasser zu gewinnen, und Meerwasser ist seit langem eine Quelle für Natriumchlorid (Salz) sowie für die Elemente Brom und Jod. In den letzten zehn Jahren gab es jedoch rasante Fortschritte bei Maschinen, die auf dem Meeresboden arbeiten. Da die Bodenschätze an Land langsam zur Neige gehen (überall auf der Welt gibt es erschöpfte Minen), hat sich das Interesse auf den Unterwasserbergbau verlagert. Die Gewinnung von Manganknollen auf dem Meeresboden hat viel Aufmerksamkeit erregt. In einem ganz anderen Bereich haben die Ölexploration in der Nordsee und der Bau von Offshore-Windturbinen Fachwissen in der Unterwassertechnik geschaffen. Ein weltweit führendes Unternehmen ist das schwedische Unternehmen Saab Seaeye, das seit vielen Jahren Unterwassermaschinen entwickelt. Anfänglich wurden diese von einem Taucher bedient, die nächste Generation wurde ferngesteuert. Die neueste Generation sind die so genannten „Electric Work Remotely Operated Vehicles“ (eWROV), von denen das führende Unternehmen für Meeresroboter, Ocean Infinity, gerade zehn Stück gekauft hat.

Saab Seaeye ist eines der ersten Unternehmen, das ein vollwertiges elektrisches Arbeitsfahrzeug herstellt, das die gleiche Gesamtleistung wie ein hydraulisches Fahrzeug mit 250 PS erbringt und gleichzeitig niedrigere Lebenszykluskosten und geringere Umweltauswirkungen aufweist.

Ocean Infinity entwickelt die weltweit größte Flotte autonomer Roboterschiffe und wird der erste Kunde des eWROV sein. Das eWROV wird seinen Teil dazu beitragen, dass Ocean Infinity innovative Technologien einsetzt, um die Arbeitsabläufe auf See zu verändern und den Menschen und dem Planeten ein besseres Leben zu ermöglichen. Die Armada“ von Ocean Infinity soll die maritime Industrie revolutionieren, indem sie nachhaltige Dienste anbietet, die bis zu 90 % weniger Emissionen verursachen als ein herkömmliches Schiff, das eine ähnliche Aufgabe auf See erfüllt.

Die Elektrifizierung des eWROV ist der Schlüssel zu seiner verbesserten Leistung und zu den Eigenschaften der Nachhaltigkeit. Die elektrischen Systeme sind nicht nur effizienter, sondern verbrauchen auch wenig oder gar kein Öl, was die eWROV deutlich umweltfreundlicher macht als vergleichbare hydraulische Systeme der Arbeitsklasse.

Vor allem aber profitiert das eWROV von der intelligenten Systemarchitektur iCON™ von Saab Seaeye, die es zu einem vollständig autonomen Betrieb befähigt. Die neuen eWROVs werden in der Saab Seaeye Anlage in Hampshire, England, gebaut.

Batterieladung für EVs

Abb. 9: Der chinesische „Mochi“ ist ein robotergestütztes AutoladegerätDa immer mehr Elektroautos auf unseren Straßen unterwegs sind, besteht die Angst, dass die Fahrer keine freie Ladestation finden könnten. Viele, vor allem Wohnhausbesitzer, können ihre E-Fahrzeuge nicht zu Hause aufladen. Die Chinesen haben eine Lösung gefunden. Mochi ist ein robotergesteuertes mobiles Ladegerät für Autos. Es enthält selbst eine große Batterie und kann ein typisches Elektroauto in etwa 2 Stunden aufladen. Der Hersteller, die Envision Group, ein chinesischer Hersteller von Windturbinen, schlägt vor, eine Flotte dieser Roboter in einem Parkhaus, vielleicht einer Tiefgarage, zu stationieren. Sie sind intelligent und können über eine App auf dem Handy gerufen werden und verbinden sich theoretisch automatisch mit dem EV. Derzeit werden sie in Shanghai erprobt, und einer wurde bereits nach Singapur verschifft.